Většina počítačových a videoher vytvořených ve 20. století uváděla bloky, pixelated grafiku. Pokud jste s nimi nevyrostli (nebo nikdy nevěnovali pozornost technickým detailům), můžete se divit proč. Prozkoumáme počátky pixelového umění a jak grafika v průběhu času explodovala.
Krátká odpověď: Rozlišení bylo omezeno náklady a dostupnými technologiemi
Pixelatedová kresba ve starších videohrách - kde rozlišení displeje je dostatečně nízká, že pixely jsou zřejmé a blokované - byl z velké části výsledkem televizních sad s nízkým rozlišením a vysoké náklady na paměťové čipy a Digitální logika V době, kdy byly tyto hry vytvořeny příbuzným dnes.
I když bylo možné vytvořit HD-rozlišení digitálního statického obrazu pozdní 1970, technologie animovat ji v reálném čase neexistovala až do výše později. Taková technologie byla příliš drahá, aby se do masového vyráběného zábavního produktu, který by spotřebitel mohli dovolit až do poloviny 2000s.
Herní návrháři udělali to, co mohli s omezenou technologií k dispozici v té době, používat mozaika-jako bloky, pixelated grafika pro ilustraci jejich her pro konzoly, jako je Atari 2600. , NES, Sega Genesis a mnoho dalších.
"Nakresleme na grafický papír, a pak digitalizovat tyto kresby," říká Joe Decuir, který co-vytvořil herní konzoli Atari 2600 a naprogramoval jeden z jeho nejranějších her. "Vzpomínám si živě, jak neohrabané tanky se podívaly Boj . "
Dokonce i umělci na herní straně PC se museli vypořádat s relativně nízkým rozlišením, nízko-barevných obrazů ve srovnání s dnes. "Musím pracovat v těchto obřích cihel solidní barvy a být omezen na pouhých 16 hrozných barev, které byly vybrány pro nás dopředu, ze kterého nebyl žádný rozdíl, byla obrovská překážka," říká Mark Ferrari, který kreslil EGA Graphics. pro hry Lucasfilm na IBM PC jako Zak McKracken. , Tkalcovský stav , a Tajemství ostrova opice .
Ale umělci objali omezení a stejně jako nadčasová klasika. Udělejme hlubší pohled na to, co technické možnosti vedly k těmto omezením a proč pixelated hra umění stalo se méně nutné v průběhu času.
Jak videohry grafické práce
Digitální hra grafika jsou o pixelech - jak je ukládáte, jak je zpracováváte, a jak je zobrazovat. Více pixelů-perpustních prostředků více detailů Ale čím více pixelů máte, tím více hardwaru je třeba je řídit.
Slovo "pixel" vzniklo jako zkratka termínu "obrazový prvek" " Soustavat počítačovým výzkumným pracovníkem v šedesátých letech . Pixely jsou nejmenší možnou součástí jakéhokoliv digitálního obrazu, bez ohledu na rozlišení. V moderních počítačích jsou obvykle reprezentovány jako čtvercové bloky - ale ne vždy v závislosti na povaze a Poměr stran zobrazovacího zařízení .
V abstraktním pojmech, většina videoher grafický prací uložením mřížky pixelů (známých jako bitmap) v části video paměti zvané a rámový nárazník . Zvláštní obvod pak přečte tuto paměť a překládá jej do obrazu na obrazovce. Množství detailu (rozlišení) a počet barev, které můžete uložit v tomto snímku, přímo souvisí s tím, kolik videok paměti, kterou máte k dispozici v počítači nebo herní konzole.
Některé časné konzole a arkádové hry nepoužívaly rámové vyrovnávací paměti. Ve skutečnosti, Atari 2600 Console, vydaná v roce 1977, udržovala své náklady nízké Použití specializované logiky pro generování signálu na mouchu Vzhledem k tomu, že televizní skenování se přesunula po obrazovce. "Snažili jsme se být levné, ale to dal vertikální v rukou programátorů, kteří byli mnohem chytřejší než realizovaní návrháři hardware," říká Decuir z 2600.
V případě přednastavených vyrovnávacích her bylo grafický detail omezen náklady na podpůrné obvody (jako v Atariho brzy diskrétní logické arkádové hry ) Nebo velikost programového kódu (jako je tomu v Atari 2600).
Exponenciální změny v paměti a rezoluce
Měřítko zlepšení v technických možnostech počítačů a herních konzolí bylo exponenciální Za posledních 50 let, což znamená, že náklady na digitální paměti a výpočetního výkonu se snížily v míře, která odporuje zdravému rozumu.
To proto, že zlepšující zhotovení technologie čipových umožnila výrobci nacpat exponenciálně více tranzistorů do dané oblasti na kus křemíku, což umožňuje pro dramatické zvýšení paměti, rychlosti procesoru, a složitosti grafiky třísek.
„Opravdu, je to, kolik tranzistorů byste mohli použít?“ říká Steve Golson, co-návrhář Atari 7800 To grafický čip a A spolutvůrcem Ms. Pac-Man Mimo jiné hry. „S několika desítek tisíc tranzistorů, máte Atari 2600. S desítkami miliard tranzistorů, dostanete moderní konzole. To je miliónkrát víc. A rychlosti hodin se zvýšil z několika megahertzů do několika gigahertz. To je tisíc-násobné zvýšení.“
Náklady na tranzistorů ovlivněn každý elektronická součástka, která je využívána, včetně RAM paměťových čipů. Na úsvitu počítačové herní konzole v roce 1976, digitální paměť byla velmi drahá. . \ T Fairchild Channel F použita pouhá 2 kilobajtů paměti pro uložení rastrový obraz obrazovky-pouhých 128 x 64 obrazových bodů (102 × 58 viditelný), přičemž pouze jeden ze čtyř barev na pixel. RAM čipy podobné kapacity u čtyři čipy RAM použitý v Channel F prodával za asi 80 dolarů celkem v té době , Což je 373 $ nastavený pro inflaci.
Fast-forward na 2021, kdy Nintendo spínač obsahuje 4 GB paměti RAM, které mohou být sdíleny mezi pracovní paměti a videopaměti. Předpokládejme, že si hra používá 2GB (2,000,000 kilobajtů) a video RAM v přepínači. V 1976 cenách RAM, ty 2,000,000 kilobajtů paměti RAM bude mít cenu $ 80 milionů v roce 1976-, která je více než dnes 373 milionů $. Insane, že jo? To je logika-vzpírat charakter exponenciální změny.
Vzhledem k tomu, cena paměti klesla od roku 1976, výrobci konzolí byli schopni zahrnout více video RAM ve svých konzolí, která umožňuje obrazy mnohem vyšším rozlišením. S větším rozlišením, jednotlivé pixely staly menší a hůře vidět.
. \ T Nintendo Entertainment System , Vydané v roce 1985, by mohl produkovat 256 x 240 rozlišení obrazu (61,440 pixelů). Dnes, Sony PlayStation 5 konzola může produkovat 3840 × 2160 snímek (4K) a případně i jeden stejně vysoká jako 7680 x 4320 (33,177,600 pixelů). To představuje nárůst o 53.900% ve videohře rozlišení konzole v průběhu posledních 36 let.
I kdyby bylo možné zobrazit ve vysokém rozlišení grafiky v roce 1980, tam byl žádný způsob, jak přesunout tyto obrázky z paměti a malovat je na obrazovce na 30 nebo 60 krát za sekundu. „Vezměme si Pixar nádherný animovaný krátký film The Adventures of André & amp; Wally B. ,“Říká Golson. „V roce 1984, tento film zapotřebí 15 milionů dolarů Cray superpočítač vytvořit.“
Pro The Adventures of André & amp; Wally B. Pixar vykreslení podrobně 512 × 488 snímků rozlišení rychlostí zhruba jeden snímek za 2-3 hodiny . Vyšším rozlišením díla pokoušel později trvalo mnohem déle činí čas a multi-milion dolar world-class zařízení. Podle Golson, když to přišlo k real-time fotorealistické grafiky „To prostě nemůže být provedeno pomocí hardware k dispozici v roce 1984. natož za cenu, určené k prodeji spotřebitelům.“
TV Set rozlišení Low, Omezení Detail
Samozřejmě, pro konzole zobrazit obraz s rozlišením 4K, jako je dnešní high-end konzolí, budete potřebovat displej schopný tom, která neexistovala v roce 1970 a 80. let.
Před. HDTV era Většina herních konzolí využívané relativně starožitný zobrazovací technologie vyvinutá v roce 1950, dlouho předtím, než kdokoli očekával hraní ve vysokém rozlišení doma videoher. Tyto televizory byly navrženy tak, aby přijímat vysílání přes vzduchem přes anténu, která zapojen do zad.
„Jediný způsob, jak připojit k televizoru bylo přes anténní vstup,“ říká Steve Golson, připomínající jeho práci na Atari 7800 v roce 1984. „Tak konzole měl generovat kompatibilní signál, který vypadal, jako by přicházel z antény. Takže jste byl omezen možném rozlišení analogově Signál NTSC vysílání . "
V ideálním případě televizního signálu NTSC analogového zvládne asi 486 prokládaných řádků, které jsou asi 640 pixelů široký (ačkoli toto se liší v závislosti na plnění z důvodu ke standardnímu analogových povahy). Ale brzy, herní konzole návrháři objevili, že by mohli ušetřit paměť pouze pomocí poloviny NTSC je dvě prokládaných polí za sekundu, aby se velmi stabilní 240 pixelů vysoký obrázek nyní nazvaný „240p“ mezi nadšence . Chcete-li zachovat poměr stran 4: 3 stran, které omezené horizontální rozlišení až o 320 bodů, i když to přesné číslo mezi konzol značně lišily.
Signál NTSC také omezen počet barev, které by mohly vytvořit, aniž by jim krvácet společně nebo vyprat. „A měl byste, aby to vypadalo hezky pro mnoho lidí, kteří ještě měli černo-bílou televizi! To dále omezit své barevné možnosti,“říká Golson.
Chcete-li obejít toto omezení, osobních počítačů začal používat vyšší rozlišení než televize zobrazuje na začátku roku 1980. „IBM PC a jeho klony inspiroval velký trh pro jednotlivé barevné monitory, které by mohly zvládnout při nejmenším VGA (640 x 480),“ dodává Joe Decuir. „Nicméně, hry hráči nedostali ti až 1990, pro PC připojené hraní.“
Některé ročník arkádové hry, jako je Nintendo je Popeye (1982) využil mnohem vyšší rozlišení (512 × 448) umožněn s arkádovými monitory využívající nestandardní prokládané video režim, ale tyto hry nelze přehrát na domácích herních konzolí v té době bez grafických kompromisů když přenesl na domácí konzole.
Také displeje se liší dnes v ostrostí a přesností, přehánět pixelace vliv na některých starších her. Co vypadá čtverec a blocky na moderní LCD monitoru byla Často vyhladí při zobrazení na vinobraní CRT monitoru nebo televizoru.
Úložný prostor nastavit limity na grafickém složitosti taky
V obou konzole a počítačové hry, ke složitosti grafiky byla omezena nejen zobrazovacích schopností a rychlosti logiky, ale také podle toho, jak byly uloženy na vyměnitelné médium, které by mohly být distribuovány k zákazníkům.
„V těchto dnech, lidé nejsou ve skutečnosti začínají chápat, co omezené prostředí jsme pracovali na co se týče úložného prostoru a času na zpracování,“ říká Mark Ferrari. „Disk space byl opravdu vzácný v těchto dnech.“
V době, kdy Ferrari vytáhl grafiku pro Lucasfilm, hra musela, aby se vešly na hrstce diskety která by mohla uložit pouze o 1,4 megabajtů za kus. I přesto, že Lucasfilm stlačený svou hru umělecká díla, omezení na tom, kolik detail mohlo Ferrari patří přišel nejen z řešení IBM PC grafické karty, ale také ze skladovacích kapacit samotných disket.
Ale stejně jako ceny pamětí, náklady na ukládání grafických dat na vyměnitelná média klesla exponenciálně stejně. Na straně konzoly věcí, Fairchild kanál F zásobník držen o 2 kilobajtů dat v roce 1976, zatímco Nintendo Spínač Game Cards lze uložit až 32,000,000 kilobajtů dat (32GB). To je 16 milionů krát více úložného prostoru a poskytuje mnohem větší prostor pro detailní grafiku dat.
Konec viditelného pixelu ... a nový začátek
V roce 2010 jablko Zavedeno "sítnice displej" na iPhone 4 -A Screen s rozlišením dostatečně vysoká, že pouhé oko (na standardní vzdálenost zobrazení) již nemohlo rozlišovat jednotlivé pixely. Od té doby se tyto ultra high-res zobrazí přesunuty do tabletů, desktopů a přenosných počítačů.
Na chvíli vypadalo, že to vypadalo, že dny Pixel umění byly konečně úplně. Ale nízko-res pixel umění nezmizelo. Ve skutečnosti je to na vzestupu.
Začátek koncem 2000s, Indie herní vývojáři začali přijmout retro pixel Art estetiky vážně. Udělali to částečně pro nostalgické důvody, a také proto, že v některých případech je to jednodušší pro malý tým vývojářů vytvořit jednodušší blokovou grafiku než detailní, vysoké rozlišení ilustrace, které vypadají profesionálně. (Stejně jako u všeho existují výjimky-vytváří přesvědčivé a hladké animace s 2D Sprites je například velmi pracný proces intenzivní.)
Bloky-pixelové hry jako Stardew Valley. a Minecraft vyvolávat pocity jednoduššího času, a zároveň poskytuje také vymoženosti, které přicházejí s moderním designem hry.
Mark Ferrari se dívá na tyto moderní pixelové umělce s úžasem a úctou. "Dělal jsem pixel umění, protože neexistovala žádná alternativa. Nebyla to volba, byla to nutnost, "říká Ferrari. "Lidé, kteří dělají pixel Art teď, všichni to dělají volbou. Na světě už není technický imperativ, který už neudělá pixel umění. Ale vybírají to jako estetiku, protože to milují. "
Takže i když pixel umění bylo kdysi omezení, je to nyní ceněné estetické umění, které pravděpodobně nikdy nezmizí, a to je vše díky tomuto velmi krátkému období v historii, když umělci udělali to, co mohli s omezenou technologií času. Pixely navždy!
